La progettazione ingegneristica è un processo creativo esplorativo, un processo di analisi, sintesi, processo decisionale, valutazione e ottimizzazione secondo determinati obiettivi. In questo processo, vengono definiti una serie di parametri e variabili di progettazione quali carico, spostamento, sollecitazione, resistenza, rigidità e durata per descrivere molti aspetti ingegneristici e fornire un gran numero di calcoli numerici per la progettazione ingegneristica; inoltre, principi meccanici. La progettazione del progetto, la formulazione della struttura meccanica e della modellazione strutturale, la selezione dei materiali, dei parametri e dei coefficienti e la determinazione delle procedure di processo richiedono che il personale tecnico e ingegneristico faccia inferenze, ragionamenti e decisioni basate sull'esperienza e sull'intelligenza. Quando si analizza e si progetta un sistema meccanico, è necessario stabilire un modello matematico per il sistema meccanico complesso che possa essere utilizzato per l'analisi e la progettazione. In questo momento, il sistema meccanico complesso deve essere semplificato o idealizzato, in modo che il modello matematico semplificato e se confrontato con i sistemi meccanici reali, presenti spesso errori o incertezze. Se alcuni errori e incertezze vengono ignorati durante la modellazione di un sistema meccanico e non vengono inclusi nei dati attesi, è impossibile per il progettista fidarsi dell'analisi basata su questo modello. e i progetti possono essere applicati a sistemi meccanici reali.
Le incertezze incontrate nella pratica ingegneristica includono principalmente incertezza, instabilità, inaffidabilità, imprevedibilità, significato vago, variabilità, incompletezza, sconosciuto ma limitato e irregolare, ecc. Ad esempio, chiamiamo la differenza tra il valore vero e il valore approssimativo di una quantità fisica un errore. Nelle misurazioni e nei calcoli effettivi, è raramente o impossibile conoscere il vero valore di una quantità fisica. Di solito si conoscono solo il valore approssimativo della grandezza fisica e il limite di errore. Pertanto, l’errore è una sorta di incertezza. Nella progettazione meccanica, per l'analisi e il calcolo vengono generalmente utilizzati determinati parametri strutturali e determinati modelli matematici. Nella pratica ingegneristica, ci sono solitamente errori e incertezze legate a carichi, parametri prestazionali dei materiali, dimensioni geometriche, modelli di calcolo, condizioni iniziali, condizioni al contorno e giunti di componenti strutturali. Sebbene nella maggior parte dei casi possano essere piccoli, la combinazione di questi errori e incertezze può causare grandi deviazioni o imprevedibilità nella risposta della struttura.
Ci sono vari errori e incertezze nei macchinari. Alcuni parametri presentano errori di fabbricazione, errori di installazione o incertezze; alcuni parametri presentano errori di calcolo ed errori di misurazione; alcuni sistemi meccanici hanno caratteristiche diverse quando si trovano in condizioni di lavoro diverse. Valori dei parametri; alcuni parametri hanno un certo intervallo di variazione dei parametri; alcuni parametri non possono essere misurati o forniti con precisione al momento.
Quasi tutte le variabili di progettazione comportano un certo grado di incertezza e nell'analisi e nella progettazione ingegneristica possono essere suddivise in tre categorie a seconda delle loro fonti:
(1) Incertezza fisica Nella progettazione ingegneristica, ci sono molte quantità fisiche, come carico, proprietà dei materiali, dimensioni geometriche, ecc., che sono disperse. Questo tipo di incertezza direttamente correlata alle quantità fisiche è solitamente chiamato incertezza delle quantità fisiche.
(2) Incertezza statistica L'analisi delle caratteristiche di distribuzione delle variabili e la determinazione delle funzioni di distribuzione sono inseparabili dalla statistica e dal giudizio. Tuttavia, qualsiasi statistica e giudizio si basa su campioni di variabili e la capacità di qualsiasi campione non può essere infinita. Il modello di distribuzione di qualsiasi variabile è determinato attraverso statistiche e inferenze. Pertanto, il metodo statistico di qualsiasi parametro contiene incertezza. Questa incertezza causata dalle statistiche è chiamata incertezza statistica.
(3) Incertezza del modello Nella progettazione e nell'analisi ingegneristica, deve essere stabilito un modello della relazione tra le quantità di input e le quantità di output. I modelli sono solitamente stabiliti sulla base di principi meccanici o dell'esperienza. Si possono stabilire modelli diversi per lo stesso problema pratico, e i modelli possono essere La certezza può anche essere incertezza. Tuttavia, nella progettazione meccanica, le parti o i sistemi meccanici sono molto complessi e i modelli matematici ordinari non possono riflettere completamente le condizioni strutturali reali. Varie ipotesi fatte sul modello e la semplificazione di condizioni al contorno complesse faranno sì che il modello contenga incertezze. L'incertezza del modello avrà un grande impatto sui risultati dell'analisi della progettazione meccanica e ad essa occorre prestare sufficiente attenzione.
